Streptomyces 종은 토양에서 자라는 박테리아입니다
이 박테리아는 토양에서 가장 풍부한 유기체 중 하나입니다. 그것들은 이종 영양, 즉 식물과 같은 다른 살아있는 존재들의 유기물을 분해합니다. 그들의 형태와 생활 방식은 곰팡이의 형태와 비슷합니다. 팁에 의해 성장하고 기질을 관통하는 필라멘트 세포, 빅 세포 구조 나 유기 분자를 분해하기 위해 가수 분해 효소를 분비합니다.
곰팡이로 발생하는 것처럼, 스트렙토 마이 세스 환경 조건이 더 이상 성장을지지하지 않을 때 필라멘트는 포자로 차별화됩니다. 포자는 성장을위한 유리한 조건이 나타날 때까지 생존하기위한 특수 세포 형태입니다.
토양은 살기에 매우 붐비는 곳입니다.
포자의 개시는 일반적으로 항생제 생산과 관련이 있습니다. 이 화합물은이 섬세한 단계에서 박테리아 또는 곰팡이 경쟁자로부터 식민지를 보호하기위한 화학 무기로 박테리아를 포자하는 것으로 보입니다. 항생제는 또한 세포 간 통신을위한 신호 전달 분자 역할을 할 수 있습니다. 어쨌든, 알려진 모든 항생제의 약 3 분의 2는
항생제 생산의 조절은 박테리아 관점과 인간의 관점에서 중요하다.
항생제는 생합성에 에너지와 영양소가 필요한 복잡한 구조이기 때문에 세포의 경우 비용이 많이 듭니다. 따라서 항생제는 streptomyces에 의해 생성됩니다 영양소가 부족하고 포자가 시작되는시기와 같은 필요할 때만.
환경 조건이 성장을 선호 할 때, 예를 들어 설탕, 포자 및 항생제 생산과 같은 풍부한 탄소 및 에너지 원이 시작되지 않는 것은 이상하지 않습니다. 실험실 배양 측면에서, 탄소 공급원이 풍부한 성장 배지는 박테리아 성장에 좋지만 항생제 생산에는 좋지 않습니다. 성장을 선호하는 영양소는 항생제 생산에 좋지 않습니다. 패러다임 사례는 포도당입니다. 포도당은 대부분의 유기체 세포의 신진 대사에 의해 쉽게 사용될 수 있으며 좋은 성장을 지원하지만 일반적으로 항생제 생산을 억제합니다. 이것은 탄소 이화물 억제라고 불리는 규제 현상의 한 측면입니다.
Streptomyces tsukubensis (또는 tsukubaensis )는 중요한 산업 종입니다
종에 의한 항생제 생산의 관심으로 인해, 속은 규제 대상에 대한 많은 작품의 초점이었다. 이 연구의 대부분은 모델 종 Streptomyces coelicolor에서 수행되었습니다. . 이 종은 산업적 중요성이 부족하지만, 수십 년 전부터 모델로 사용되어 왔으며, 두 개의 색소 된 항생제, 액 티노 호딘 및 비 데 실 프로디 디오 네인을 생산하기 때문에 시각적으로 쉽게 식별되는 식민지와 액체 배양 물이 붉은 색이되기 때문에 (비 실리 디온) 또는 녀석이됩니다 (Actinorhodin;“Coelicolor” 현재의 작업을 위해, 우리는 Tacrolimus (또는 FK506)의 생산자에게 노력을 집중시켰다. 이 화합물은 특정 항진균 활성을 보여 주지만 의료 유용성은 면역 억제 활성에 의존한다. 타 크롤리 무스는 이식 거부 예방에 널리 사용됩니다. 또한 피부 질환의 치료 및 신경 보호, 신경 퇴행성 및 항암제로서 잠재적 특성을 보여줍니다.
포도당과 글리세롤은 타 크롤리 무스 생산의 억제를 유발했습니다
우리의 주요 관심사는 타 크롤리 무스 생산 규제에 대한 연구입니다. 이 작업을 위해, 우리는 탄소 이화 산물 억제에 관심이있었습니다. 우리가 처음 만든 것은 어떤 탄소 공급원과 어떤 농도가 타 크롤리 무스의 억압을 일으킨지를 확립하는 것이 었습니다. 액체 배양에 사용되는 배지 및 조건에서, 타 크롤리 무스는 인산염의 고갈 (약 89 시간의 배양; 포스페이트는 필수 영양소 인의 유일한 공급원)에 의해 제한 된 후에 생성된다.
.우리는 서로 다른 탄소 공급원의 추가의 타 크롤리 무스 생산에 미치는 영향을 테스트했습니다. 우리는 70 시간의 문화에서, 빠른 성장 단계의 끝에 가깝게, 그리고 타 크롤리 무스 생산이 시작되기 전에 추가를 시도했습니다. 우리는 포도당의 첨가가 생산을 완전히 차단했다는 것을 발견했다 (배양의 모든 시간 동안 9 일 반 동안). 글리세롤 첨가는 또한 완전하지는 않지만 강한 억압을 초래했다. 한편, 포도당 이당류 인 말토 토스는 생산에 영향을 미치지 않았다.
따라서, 실험 설정이 확립되었다 :우리는 첨가 된 포도당, 글리세롤 또는 말토오스를 갖는 시계열 배양을 사용하여 전 사체 분석을 수행했으며, 후자는 대조군 (억제 조건 없음)으로서. 전 사체학을 통해 유전자에서 단백질로의 중간 단계 인 유전자의 전사를 연구 할 수 있습니다. DNA는 RNA로 전사되며, 대부분은 추가 단계에서 단백질로 번역됩니다. 따라서, 우리는 특정 실험 조건에서 어느 유전자가 전사되는지를 결정할 수 있습니다.
전 사체 연구를 위해, 우리는 마이크로 어레이 기술을 사용했습니다. 마이크로 어레이는 프로브로 명명 된 수천 개의 짧은 DNA 서열로 구성되며 고체 표면에 고정되어 있습니다. 프로브 서열은 게놈의 상이한 영역을 나타낸다. 각각의 실험 조건의 세포로부터 얻은 상보적인 DNA 서열은 혼성화에 의해 프로브에 고정된다. 혼성화 된 DNA의 양은 형광에 의해 측정됩니다.
게놈 전체 전사 프로파일은 복잡한 조절 메커니즘에 대한 힌트를 나타냅니다
배양의 샘플은 특정 시점에서 채취되었다. 세포로부터 총 RNA를 정제하고 RNA 제제를 표지하고 마이크로 어레이에 대해 하이브리드 화 하였다. 생합성 효소를 암호화하는 유전자의 결과 프로파일은 배양의 생산 특징을 반영 하였다. 따라서, 말토오스-흡수 배양에서 생합성 유전자의 발현은 배양에서 타 크롤리 무스 외관의 타이밍과 일치하고; 대조적으로, 포도당 및 글리세롤 배양에서는 생합성 유전자의 발현이 없었다.
억제 조건에서 타 크롤리 무스 생성의 부족은 유전자 발현의 부족에 의해 야기 되었기 때문에, 1)은 말토 토스 조건에서만 활성화되었고, 2) 그 발현이 생합성 유전자의 발현에 미리 활성화되었으며, 타 크롤리 무스 생합성 유전자의 양성 조절제가 될 수있다. 그것은 fkbn 의 경우입니다 , 생합성 유전자의 생합성 클러스터보다 동일한 염색체 영역에 위치한 유전자. 이 유전자는 생합성 유전자의 전사를 활성화시키는 필요한 전사 활성화 제 단백질을 암호화하는 것으로 잘 알려져있다. 전사 값 사이의 피어슨 상관 관계를 측정함으로써, 본 발명자들은
수많은 유전자 및 기능이 탄소 공급원 첨가에 의해 영향을 받았다. 매우 간단히 말해서, 타 크롤리 무스 생산을위한 유전자뿐만 아니라 형태 학적 분화를 담당하는 유전자는 예상대로 강력하고 영구적으로 하향 조절되었다고 말할 수 있습니다.
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Streptomyces 약 600 종의 특징이있는 다양한 속입니다. 흥미롭게도, 탄소 공급원 억제에 대한 일부 관찰 된 유전자 반응은 사이에 달랐다. Tsukubensis 그리고 이전에 모델 종에서 관찰 된 것들. Coelicolor . 이러한 불일치는 독특하고 산업적으로 중요한
이러한 결과는 Carbon Repression의 새로운 모델로서 Streptomyces Tsukubaensis라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 최근에 Applied Microbiology 및 Biotechnology 저널에 발표 된 탄소 공급원 억제 탄소 공급원에 대한 전 사체 반응. 이 작품은 M. Ordóñez-Roblez, F. Santos-Beneit, S. M. Albillos, P. Liras, J.F. Martín 및 A. Rodríguez-García, Instituto de Biotecnología de León, Inbiotec.
